DE2240221A1 - DISPLAY DEVICE FOR INSULATION FAILURE - Google Patents
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
Description
94/72 Fr/ er94/72 Fr / er
Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)Public limited company Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)
Anzeigeeinrxchtung für IsolationsfehlerDisplay device for insulation faults
Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für Isolationsfehler in isolierten elektrischen Einrichtungen. The invention relates to a display device for insulation faults in isolated electrical devices.
Der Zweck der Erfindung liegt in der Erhöhung der Sicherheit dieser elektrischen Einrichtungen.The purpose of the invention is to increase the safety of these electrical devices.
Es ist bekannt, dass bei den vorgenannten elektrischen Einrichtungen auftretende isolationsfehler normalerweise durch Messung z.B. der Glxniraeinsatzspannung oder des Durchgangswiderstandes bei den Abnahmeprüfungen oder im Zuge besonderer Betriebskontrollen erfasst werden. Zwischen diesen KontrollenIt is known that in the aforementioned electrical devices Occurring insulation faults usually by measuring e.g. the Glxnira threshold voltage or the volume resistance are recorded during the acceptance tests or in the course of special operational controls. Between these controls
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auftretende Fehler sind jedoch ohne entsprechenden Aufwand nicht erkennbar. Selbst periodische Messungen erfordern bereits einen grossen zusätzlichen Messaufwand. Das Fehlen der zwischen den vorgenannten Messungen liegenden zwischenzeitlichen Kontrolle hingegen birgt die Gefahr von unkontrollierten, gegebenenfalls nicht mehr unter Kontrolle bringbaren Schäden.Any errors that occur are, however, without any corresponding effort not visible. Even periodic measurements require a great deal of additional measurement effort. The missing the interim control between the aforementioned measurements, however, harbors the risk of uncontrolled, possibly damage that can no longer be brought under control.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei zumindest zum Teil isolierten elektrischen Einrichtungen mit einfachen Mitteln, wie einrichtungsmässigen Teilen selbst, eine ständige Einrichtung zur Anzeige von Isolationsfehlern mit dem Ziel eines Dauerschutzes für die eingangs genannten elektrischen Einrichtungen zu schaffen.The invention is based on the object of at least partially insulated electrical devices with simple Means, such as the furnishing parts themselves, a permanent device for the display of insulation faults with the aim to create permanent protection for the electrical equipment mentioned at the beginning.
D.iese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Isolierung der Einrichtung wenigstens eine Elektrode vorgesehen ist, die eine hochohmige Erdung und ein der Erdung in Serie oder parallelgeschaltetes Signalelement aufweist.D. This object is achieved according to the invention in that at least one electrode is provided in the insulation of the device which has a high-resistance grounding and a signal element connected in series or in parallel with the grounding.
Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass die Elektrode aus wenigstens einem elektrischen Leiter oder einem Halbleiter besteht, deren Werkstoffe anorganischer oder organischer Natur sein können. Diese Werkstoffe können auch mit leitenden oder halbleitenden Mitteln versehen sein.It proves to be particularly advantageous that the electrode consists of at least one electrical conductor or one Semiconductors exist, the materials of which can be inorganic or organic in nature. These materials can also be used with conductive or semiconducting means.
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Vor allem empfiehlt es sich, die Elektrode aus wenigstens einem Metall oder einem leitenden oder halbleitenden Schaum- -stoff oder aus mindestens einem kohlenstoffaserverstärkten Kunststoff oder aus wenigstens einem karbonisierten Gewebe herzustellen.Above all, it is recommended that the electrode of at least one metal or a conductive or semi-conductive foam - fabric or be made of at least one carbon fiber reinforced plastic, or of at least one carbonized tissue.
Es ist zweckmässig, die hochohmige Erdung der Elektrode insbesondere als hochohmig geerdeten Widerstand auszuführen, die Isolierung der elektrischen.Einrichtung hingegen an der Oberfläche als Schutzerde auszubilden, die unmittelbar niederohmig geerdet ist, wobei diese Erdung mittels einer Isolierschicht von der Elektrode zu trennen ist.It is advisable to use the high-resistance grounding of the electrode in particular as a high-resistance earthed resistor, while the insulation of the electrical equipment is on the surface to be designed as a protective earth, which is directly earthed with low resistance, this earthing by means of an insulating layer must be separated from the electrode.
Die Elektrode sebst kann in empfehlenswerter Weise insbesondere eingegossen, eingepresst oder eingeschäumt werden.The electrode itself can be poured in, pressed in or foamed in, in a recommendable manner.
■Die in vorbeschriebener Weise ausgebildete Anzeigeeinrichtung für Isolationsfehler in isolierten elektrischen Einrichtungen ist nun mit besonderem Vorteil für die Steuerung einer Schutzeinrichtung verwendbar, die die elektrische Einrichtung ständig selbsttätig überwacht.■ The display device designed in the manner described above for insulation faults in isolated electrical devices is now of particular advantage for controlling a protective device can be used, which constantly monitors the electrical equipment automatically.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, mit einfachsten Mitteln, wie insbesondere mit wenigstens einer Elektrode, die gegebenenfalls Teil-der aus ähnlichem Material bestehenden Isolation der elektrischenThe advantages achieved with the invention consist in particular in the simplest means, such as in particular with at least an electrode, which may be part of the electrical insulation consisting of a similar material
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Einrichtung sein kann, und einfachen konventionellen Mitteln bei billiger Herstellung einen betriebssicheren wirksamen Schutz für die letztgenannte Einrichtung zu schaffen. Im Hinblick darauf, dass die Zukunft bei solchen Einrichtungen, also z.B. im elektrischen Anlagenbau bei mit Kunststoffen vollisolierten Einheiten liegt, bei denen Isolier- bzw. Isolationsfehler im Betrieb verheerende Folgen, wie Explosionen, Brände u.s.w., nach sich ziehen können, stellt die Erfindung eine anlagenadäquate Anzeige- und Schutzeinrichtung dar, die zumindest mit ihren Messelektroden ein integrierendes Bestandteil der jeweiligen Anlageneinheit bildet, so dass mit der Fertigung solcher Einheiten oder von Teilen von diesen zugleich auch ein wesentlicher Teil der Einrichtung für die dauernde Fehlanzeige in einfachster Weise mitgefertigt werden kann.Device can be, and simple conventional means with cheap production an operationally reliable one To provide protection for the latter facility. In view of the fact that the future with such facilities, so E.g. in electrical system construction with units fully insulated with plastics, in which insulation or insulation faults can have devastating consequences in operation, such as explosions, fires, etc., the invention represents a system-appropriate display and protection device, which at least with its measuring electrodes forms an integral part of the respective system unit, so that with the Manufacture of such units or parts of them at the same time also an essential part of the facility for the permanent nil report can be made in the simplest way.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher besehrieben« Es zeigenIn the drawing are two embodiments of the invention shown schematically and described in more detail below «Show it
Fig. 1 das Grundschema einer überwachten elektrischenFig. 1 shows the basic diagram of a monitored electrical
Einrichtung und
, rFJLg. 2 das Schema einer mit einer Schutzerde versehenen
Einrichtung, wobei Jene gegebenenfalls als Kapselung dienjen
kann.Establishment and
, rFJLg. 2 the diagram of a device provided with a protective earth, which can serve as an encapsulation if necessary.
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In Fig. 1 ist die Isolierung mit 1, ein von der Isolierung 1 umgebener Leiter mit 2, die Elektrode mit 3» ein hochohmiger Erdungswiderstand der Elektrode 3 mit 4, ein dem Erdungswiderstand 4 in Serie geschaltetes Signalelement mit 5 und ein Fehler in der Isolierung 1 mit 6 bezeichnet.In FIG. 1, the insulation is labeled 1, a conductor surrounded by the insulation 1 is labeled 2, and the electrode is labeled 3 »a high resistance Earth resistance of electrode 3 with 4, a signal element connected in series with earth resistance 4 with 5 and a fault in the insulation 1 is denoted by 6.
Beim Entstehen von Isolati onsfehlern 6 tritt eine Veränderung der Zahl der über den hochohmigen Erdungswiderstand 4 abfliessenden Elektronen auf, die mittels des Signalelementes 5 als Schadensindikator erfasst und als Steuergrösse für eine in der Fig. 1 nicht dargestellten Schutzautomatik'dient, die die elektrische Einrichtung 1,2 vor Schaden bewahrt.When Isolati onsfehlern 6 occurs a change occurs the number of electrons flowing away via the high-value grounding resistor 4, which by means of the signal element 5 recorded as a damage indicator and as a tax variable for a Automatic protection system, not shown in FIG. 1, which the electrical device 1,2 protected from damage.
In Fig. 2 sind die der Fig. 1 entsprechenden Positionen gleich bezeichnet. Um die Einrichtung 1,2 berührungssicher auszuführen, ist die Aussenflache der Isolierung 1 unmittelbar niederohmig geerdet bzw. als Schutzerde 7 ausgebildet, wobei die Elektrode durch eine Isolierschicht 1 von der Schutzerde 7 getrennt ist.In FIG. 2, the positions corresponding to FIG. 1 are identified identically. In order to make the device 1, 2 safe to touch, the outer surface of the insulation 1 is directly low-resistance grounded or designed as protective earth 7, the electrode being separated from protective earth 7 by an insulating layer 1.
So kann die Schutzerde J insbesondere der'Mäntel" eines vollständig isolierten und gekapselten Schalters sein, um eine weitereder vielen Möglichkeiten für die isolierte elektrische Einrichtung anzugeben. .Thus, the protective earth J can in particular be the "jacket" of a completely insulated and encapsulated switch, in order to indicate another of the many possibilities for the insulated electrical device.
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Sowohl für die Ausführung nach Fig. 1 als auch gemäss Fig. gilt nun, dass die tanCr -Kurve knickt, sobald im Inneren z.B. eines Isolators infolge Fehlers entweder die Erwärmung zu gross wird und es zu einer Störung des Wärmegleichgewichtes kommt oder an irgend einer Stelle ein Glimmen einsetzt. Von diesem Zeitpunkt an nehmen die dielektrischen Verluste erheblich schneller zu. Mit anderen Worten gesagt, wenn der Verluststrom fortlaufend gemessen wird, so ergibt sich im Fehlerfall eine Veränderung des glatten Stromverlaufes, woraus zu schliessen ist, dass irgendwo im Isolator ein Glimmen aufgetreten sein muss.For the embodiment according to FIG. 1 as well as according to FIG. 1, the tanCr curve kinks as soon as inside an insulator, for example, as a result of a fault, either the heating becomes too great and the thermal equilibrium is disturbed or at any point a glow sets in. From this point on, the dielectric losses increase considerably faster. In other words, if the leakage current is measured continuously, the result is a change in the smooth current curve in the event of a fault, from which it can be concluded that a glow must have occurred somewhere in the insulator.
Die letztgenannte Veränderung wird nun mittels des Signalelementes 5 erfasst und kann nun je nach der relativen Grosse der Veränderung z.B. bei einer Schaltanlage in der Schaltwarte eine Vorwarnung oder einen Alarm oder bei unmittelbarer Gefahr im Verzug für den betreffenden Anlagenabzweig eine Kurzunterbrechung oder sogar einen Ausschaltbefehl auslösen.The latter change is now made by means of the signal element 5 and can now, depending on the relative size of the change, e.g. in a switchgear in the Control room an advance warning or an alarm or in the event of an immediate There is a risk of a short interruption or even a switch-off command for the relevant system feeder trigger.
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